DE4435511C1 - Pumpenaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Ein solches Pumpenaggregat ist beispielsweise aus der DE 38 07 832 A1 bekannt.

Bei Pumpenaggregaten kleinerer Leistung, beispielsweise Heizungs­ umwälzpumpen für Gasthermen, Heizungs- und Warmwasserversor­ gungsanlagen und dergleichen, ist es heutzutage üblich, das Pumpengehäuse und auch das Motorgehäuse aus metallischem Werkstoff, beispielsweise aus Gußteilen, zu fertigen. An dieses Motorgehäuse aus Metall ist ein aus Kunststoff bestehender Klem­ menkasten angesetzt, der die zum Motor führenden Anschlüsse sowie gegebenenfalls zum Motor gehörende Steuer-, Regel- oder andere Elektronikteile aufnimmt. So befindet sich beispielsweise bei Pumpen­ aggregaten mit Asynchronmotor, die zum Anschluß an ein Wechsel­ stromnetz vorgesehen sind, regelmäßig der Anlauf und/oder Betriebs­ kondensator im Klemmenkasten. Im Zuge der Miniaturisierung von elektronischen Halbleiterbauelementen finden sich vermehrt auch andere elektronische Steuer- und Regelungselemente im Klemmenka­ sten, so beispielsweise eine Pulskaskadensteuerung, um die Drehzahl des Motors und damit die Leistung der Pumpe zu variieren.

Auch ist es bekannt, motorseitig einen Temperaturfühler anzuordnen, um beispielsweise eine elektronische Thermosicherung des Motors zu realisieren oder aber gezielte motortemperaturabhängige Steuerungen durchzuführen. Die entsprechende Steuer- und Regelelektronik hierzu sitzt regelmäßig im Klemmenkasten. Aus der DE 30 24 665 A1 ist es beispielsweise bekannt, einen Thermoschalter innerhalb des Stator­ blechpaketes anzuordnen.

Diese Trennung von Steuer- und Regelelektronik im Klemmenkasten einerseits und Temperaturfühler im Bereich des Motors andererseits führt nicht nur zu einer zusätzlichen Verdrahtung zwischen diesen Baugruppen, sondern hat weiterhin den Nachteil, daß im Fall eines defekten Temperaturfühlers in der Regel der komplette Motor ausge­ tauscht werden muß. Im übrigen ist man bemüht, bei derartigen Aggregaten, bei denen im Klemmenkasten keine nennenswerte Ab­ wärme durch Leistungselektronik oder andere elektronische Bauteile entsteht, diesen thermisch von dem metallischen Motorgehäuse weit­ gehend zu isolieren, um die temperaturempfindlichen elektronischen Bauteile vor einer Überhitzung zu schützen. Aus der DE 40 15 080 A1 ist es bekannt, die im Leistungsteil des Frequenzumrichters erzeugte Wärme über eine Ausnehmung im Klemmenkasten an das Motorge­ häuse bzw. einen zwischen Motorgehäuse und Klemmenkasten an­ geordneten Kühlkörper abzuleiten. Hierzu ist die Leistungselektronik auf einem wärmeleitenden Bauteil angeordnet, das diese Ausnehmung im Boden des Klemmenkastens durchsetzt.

Vor diesem Hintergrund und ausgehend von dem einleitend erwähnten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Pumpenaggregat zu schaffen, das die vorerwähnten Anforderungen unter Vermeidung der eingangs geschilderten Nachtei­ le erfüllt.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Pumpenaggregat durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, auch den Temperatur­ fühler im Klemmenkasten anzuordnen, derart daß die Verdrahtung des Temperaturfühlers ohne zusätzliche Kontakte zwi­ schen Motor und Klemmenkasten direkt im Klemmenkasten erfolgen kann. Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß nunmehr sämtli­ che elektronischen Bauelemente im Klemmenkasten angeordnet wer­ den können. Beim Defekt des Temperaturfühlers ist lediglich der vergleichsweise kostengünstige Klemmenkasten mit der gegebenenfalls darin befindlichen Elektronik auszutauschen. Gegebenenfalls kann auch der Temperaturfühler als solcher ersetzt werden. Weiterhin kann durch die erfindungsgemäße Ausbildung die thermische Isolierung des Klemmen­ kastens gegenüber dem Motorgehäuse weiter verbessert werden, le­ diglich der hohle Vorsprung am Boden des Klemmenkastens zur Auf­ nahme des Temperaturfühlers ragt derart in das Motorgehäuse hinein, daß der Temperaturfühler wärmeleitend mit dem Motorgehäuse oder dem Stator verbunden ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Vorsprung am Boden des Klemmenkastens topfartig ausgebildet und zum Klemmenkasten hin geöffnet ist. Dann kann nämlich der Temperaturfühler vom Klemmen­ kasten her durch einfaches Einstecken in den Vorsprung montiert werden, eine Kabeldurchführung in den Klemmenkasten ist dann entbehrlich. Es versteht sich, daß der Vorsprung geometrisch, ins­ besondere hinsichtlich seiner Wandstärke so ausgebildet wird, daß der darin befindliche Temperaturfühler das motorseitige Temperatur­ niveau möglichst gut widerspiegelt. Die dabei innerhalb des Klem­ menkastens zwischen Motor und Klemmenkasten möglicherweise entstehende Wärmebrücke ist im Vergleich zu der Gesamtfläche, insbesondere Bodenfläche des Klemmenkastens, die entsprechend gut gegenüber dem Motorgehäuse wärmeisoliert werden kann, vernach­ lässigbar.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, den Vorsprung zylin­ drisch auszubilden, da dann motorgehäuseseitig lediglich eine ent­ sprechende Zylinderbohrung vorzusehen ist, die bekanntermaßen mit geringem fertigungstechnischen Aufwand angebracht werden kann. In diesem Fall kann durch Vorsehen einer entsprechenden Passung zwischen dem hohlen Vorsprung und der Zylinderbohrung zudem ein guter Wärmeübergang zwischen Motorgehäuse und Temperaturfühler sichergestellt werden. Die Passung ist dabei derart zu wählen, daß einerseits eine möglichst feste Anlage des hohlen Vorsprunges an der Zylinderbohrung zum Zwecke einer guten Wärmeübertragung gegeben ist, andererseits der Klemmenkasten ohne besondere Vorkehrungen oder Werkzeuge montierbar ist, d. h. der hohle Vorsprung in die Zylinderbohrung eingesteckt werden kann. Vorteilhaft wird der Temperaturfühler im hohlen Vorsprung durch eine wärmeleitende Vergußmasse fixiert.

Zwar ist es grundsätzlich erstrebenswert, den Temperaturfühler nahe der Motorwicklung anzuordnen, doch hat sich gezeigt, daß eine wicklungsfernere Anordnung, nämlich nahe dem Statorblech­ paket, insofern günstiger ist, als nicht die Gefahr der Beschädigung der Wicklung durch Einpressen des hohlen Vorsprunges in das Motorgehäuse besteht.

Um eine sichere Anlage des Klemmenkastens an dem Motorge­ häuse zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, eine im wesentlichen plane Anschlußfläche für den Klemmenkasten am Motor vorzuse­ hen. Um jedoch die thermische Isolierung zwischen Motorgehäuse und Klemmenkasten zu erhöhen, ist die bodenseitige Wandung des Klemmenkastens vorteilhaft mit wärmeisolierenden Freiräumen versehen, so daß sich zwischen dieser planen Anschlußfläche und dem eigentlichen Boden des Klemmenkastens wärmeisolierende Luftpolster bilden. Selbstverständlich könnten diese Freiräume auch mo­ torgehäuseseitig angeordnet werden, doch ist dies fertigungstech­ nisch in der Regel aufwendiger.

Alternativ oder zusätzlich können die Freiräume auch durch eine zwischen Klemmenkasten und Motorgehäuse angeordnete Dichtung gebildet werden. Eine derartige Dichtung ist in der Regel erfor­ derlich, um die Leitungsdurchführung zwischen Motorgehäuse und Klemmenkasten, die ebenfalls in diesem Bereich der Bodenfläche erfolgt, abzudichten. Die in der Dichtung gebildeten Freiräume haben dann weiterhin den Vorteil, daß im Bereich der übrigen Dichtung eine höhere Flächenpressung und damit eine bessere Dichtwirkung zustandekommt.

Unter Kunststoff im Sinne der Erfindung ist ein Stoff zu verste­ hen, der im Gegensatz zu Metallen schlechte Wärmeleiteigen­ schaften hat. Kunststoff in diesem Sinne kann auch ein aus Natur­ produkten hergestellter Stoff sein, es kann sich auch um einen Stoff handeln, der im Verbund mit Metall hergestellt ist, bei­ spielsweise metall- oder anderer faserarmierter Werkstoff.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in stark schematisierter Darstellung ein Pumpenaggre­ gat in Ansicht mit im Schnitt dargestelltem Klemmen­ kasten und Motorgehäuse (Teilschnitt), und

Fig. 2 die Einzelheit II in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Bei dem in den Figuren dargestellten Pumpenaggregat handelt es sich um eine Heizungsumwälzpumpe, die mit ihren Flanschen 1 und 2 in die Vor- oder Rücklaufleitung einer Warmwasserheizung eingliederbar ist. Die Flansche 1 und 2 sind Teil eines aus Guß bestehenden Pumpengehäuses 3, in dem ein (nicht dargestelltes) Kreiselrad angeordnet ist. Das Kreiselrad wird von einem (eben­ falls nicht dargestellten) Elektromotor angetrieben, der achsgleich angeordnet in einem ebenfalls aus Guß bestehenden metallischen Motorgehäuse sitzt, das mit dem Pumpengehäuse 3 lösbar ver­ bunden ist.

Eine Seite des im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Pumpen­ gehäuses weist eine plane Anschlußfläche 5 auf, an der ein aus Kunststoff bestehender Klemmenkasten 6 lösbar befestigt ist. Der Klemmenkasten 6 ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem zu fünf Seiten im wesentlichen abgeschlossenen Gehäuseteil 7 sowie einem Deckel 8, mit dem das Gehäuseteil 7 gegebenenfalls unter Eingliederung einer Dichtung dicht abschließbar ist. Der Deckel 8 ist mittels einer von außen zugänglichen Schraube am Gehäuseteil 7 festgelegt.

Innerhalb des Klemmenkastens 6 ist eine Platine 9 angeordnet, welche eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen trägt und bei der dargestellten Ausführung eine Pulskaskadensteuerung bildet. Die Platine liegt parallel zum Boden 10 des Klemmenka­ stens 6, der über einer Dichtung 11 an der Anschlußfläche 5 des Motorgehäuses 4 anliegt.

Die Platine weist senkrecht dazu angeordnete und durch den Boden 10 des Klemmenkastens 6 reichende Kontakte auf, die zusammen mit einem umgebenden isolierenden Kunststoffteil einen Stecker bilden, der in eine Ausnehmung in der Anschluß­ fläche 5 des Motorgehäuses 4 hineinragt und über den die elek­ trische Verbindung zwischen Motor und Klemmenkasten erfolgt.

Weiterhin ist neben der Platine 9 im Klemmenkasten 6 ein Kon­ densator 12 angeordnet, der den Startkondensator bildet. Im übrigen weist der Klemmenkasten eine (nicht dargestellte) Kabel­ durchführung in einer Seitenwand auf, durch welche ein elektri­ sches Anschlußkabel durchgeführt ist.

In der Anschlußfläche 5 am Motorgehäuse 4 ist eine Bohrung 13 vorgesehen, die das Motorgehäuse durchsetzt und motorseitig durch das Statorblechpaket des Motors begrenzt wird. Innerhalb dieser Bohrung sitzt ein hohler Vorsprung 14, der im Boden 10 des Klemmenkastens 6 angeformt ist. Dieser hohle Vorsprung 14 ist topfförmig ausgebildet und zum Inneren des Klemmenkastens 6 hin geöffnet. Die Seitenwandung ist vergleichsweise dünn ausge­ bildet und bildet eine Passung mit der Bohrung 13, um eine wär­ meleitende Anlage in der Bohrung 13 sicherzustellen. Innerhalb dieses Vorsprunges 14 ist ein Temperaturfühler 15 angeordnet, dessen Anschlußkontakte mit der Platine 9 leitend verbunden sind. Der Temperaturfühler 15 ist Teil einer elektronischen Regelein­ richtung, welche dafür sorgt, daß der Motor beim Erreichen einer vorbestimmten Temperatur angesteuert wird. Der Temperaturfüh­ ler 15 ist mit einem gut wärmeleitenden Stoff innerhalb des Vor­ sprunges 14 fixiert, so daß er etwa im Temperaturniveau des Motors liegt.

Der übrige Klemmenkasten 6 ist im wesentlichen gegenüber dem Motorgehäuse 4 wärmeisoliert angeordnet. Hierzu weist die Dich­ tung 11 großflächige Ausnehmungen auf, welche wärmeisolierende Lufttaschen bildet. Des weiteren sind im Boden 10 des Klemmen­ kastens 6 Freiräume 16 vorgesehen, die ebenfalls zur Wärmeiso­ lierung des Klemmenkastens 6 gegenüber dem Motorgehäuse 4 dienen.

Das Gehäuseteil 7 des Klemmenkastens 6 ist mit zwei vom Inne­ ren des Klemmenkastens 6 zugänglichen Schraubbolzen an der Anschlußfläche 5 des Motorgehäuses 4 lösbar befestigt. Die Dich­ tung 11 weist einen umlaufenden Wulst auf, welcher den zwischen dem Boden 10 des Klemmenkastens 6 und der Anschlußfläche 5 des Motorgehäuses 4 gebildeten Freiraum nach außen hin abdich­ tet.

Claims (7)

1. Pumpenaggregat mit einem Elektromotor mit metallischem Gehäuse (4), mit einer vom Elektromotor angetriebenen Kreiselpumpe und mit einem am Motorgehäuse (4) befestigten und aus Kunststoff bestehenden Klemmenkasten (6) mit darin befindlicher Steuer-, Regel- oder anderer Motorelektronik (9, 12), wobei der Klemmenkasten (6) im wesentlichen thermisch vom Motorgehäuse (4) isoliert ist, sowie mit einem dem Motor zugeordneten Temperaturfühler (15), dadurch gekennzeichnet, daß im Boden (10) des Klemmenkastens (6) ein zum Motorgehäuse (4) weisender hohler Vorsprung (14) angeordnet ist, in dem der Temperaturfühler (15) sitzt, und daß der hohle Vorsprung (14) in eine dazu fluchtende und entsprechend ausgebildete Ausneh­ mung (13) im Motorgehäuse (4) derart ragt, daß der Temperaturfüh­ ler (15) thermischen Kontakt mit dem Motorgehäuse (4) oder dem Stator aufweist.

2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Vorsprung (14) topfartig ausgebildet und zum Inneren des Klemmenkastens (6) hin geöffnet ist.

3. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Vorsprung (14) zylindrische Form hat und in einer Zylinderbohrung (13) des Motorgehäuses (4) sitzt.

4. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke eines guten Wärmeüber­ gangs zwischen dem hohlen Vorsprung (14) und der Zylinderbohrung (13) eine Passung vorgesehen ist, und der Temperaturfühler (15) im hohlen Vorsprung (14) durch eine wärmeleitende Vergußmasse fixiert ist.

5. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Vorsprung (14) bis nahe zum oder bis in das Statorblechpaket reicht.

6. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Motorgehäuse (4) eine im wesentli­ chen plane Anschlußfläche (5) für den Klemmenkasten (6) vorgesehen ist und daß zwischen dieser Anschlußfläche (5) und der bodenseitigen Wandung (10) des Klemmenkastens (6) wärmeisolierende Freiräume (16) gebildet sind, derart, daß sich zwischen der Anschlußfläche (5) und dem Boden des Klemmenkastens Luftpolster bilden.

7. Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Klemmenkasten (6) und Mo­ torgehäuse (4) eine weichelastische Dichtung (11) vorgesehen ist und daß die Dichtung (11) zur Bildung von Freiräumen zwischen Motor­ gehäuse (4) und Klemmenkasten (6) Ausnehmungen aufweist.